干燥速率与干燥时间对一定干燥任务，干燥器尺寸取决于干燥时间和干燥速率通过实验测定干燥速率恒定干燥条件下的干燥实验：气体温度、湿度恒定、气-固接触方式一定、经过物料表面的流速一定。为保证恒定干燥条件，通常采用大量空气干燥少量物料，以使气体的温度、湿度和流速在干燥器中恒定不变。干燥实验为间歇操作，物料的温度和湿含量随时间连续变化：(8/8）号B.干燥介质D物料时间tGLL
干燥速率与干燥时间 对一定干燥任务，干燥器尺寸取决于干燥时间和干燥速率 通过实验测定干燥速率。 恒定干燥条件下的干燥实验：气体温度、湿度恒定、气-固 接触方式一定、经过物料表面的流速一定。 为保证恒定干燥条件，通常采用大量空气干燥少量物料，以 使气体的温度、湿度和流速在干燥器中恒定不变。 干燥实验为间歇操作，物料的温度和湿含量随时间连续变化： 自由含水量 X/（kg/kg) 时间τ A B C D E GLL
干燥速度和干燥速率的定义干燥速度N：干燥器单位时间内汽化的湿分量(kg湿分/s)。dwdX对形状不规则的物料，干燥面积N=-dtdt不易求出，则用干燥速度计算。式中：N干燥器的干燥速度，kg/(m2·s)G.绝干物料的质量，kg；干燥速率干燥通量）U：干燥器单位时间内在物料单位表面积上汽化的湿分量（kg湿分/(m2·s)）。dwGdX对形状规则的物料，干燥面积U=易得，使用干燥速率较为方便sSdtdt式中：U干燥器的干燥速率，kg/s；W汽化水份量，kg；s物料表面积，即干燥面积，m2。GLL
干燥速度和干燥速率的定义 干燥速率(干燥通量) U：干燥器单位时间内在物料单位表面 积上汽化的湿分量（kg湿分/(m2·s)）。 式中：U —— 干燥器的干燥速率，kg/s； W —— 汽化水份量，kg； S —— 物料表面积，即干燥面积，m2 。 干燥速度 N：干燥器单位时间内汽化的湿分量 (kg湿分/s)。 d d d d X G W N d d d d X S G S W U 式中：N —— 干燥器的干燥速度，kg/(m2·s)； G —— 绝干物料的质量，kg； 对形状规则的物料，干燥面积 易得，使用干燥速率较为方便。 对形状不规则的物料，干燥面积 不易求出，则用干燥速度计算。 GLL
干燥曲线：物料湿含量X与干燥时间的关系曲线。预热段：X湿含量初始湿含量X和温度.变BA为X和t.。物料吸热升温以提高汽化速率，但湿含量变化不大。DE恒速干燥段：E物料温度恒定在t...X~t变D化呈直线关系，气体传给物0料温BC料的热量全部用于湿份汽化时间t降速干燥段：物料开始升温，X变化减慢，气体传给物料的热量仅部分用于湿份汽化，其余用于物料升温，当X=X*，θ=t。GLL
恒速干燥段： 物料温度恒定在 tw，X~ 变 化呈直线关系，气体传给物 料的热量全部用于湿份汽化 预热段： 初始湿含量 X1 和温度 1变 为 X 和 tw。物料吸热升温以 提高汽化速率，但湿含量变 化不大。 干燥曲线：物料湿含量 X 与干燥时间 的关系曲线。 降速干燥段 ： 物料开始升温，X 变化减慢，气体传给物料的热量仅部分用 于湿份汽化，其余用于物料升温，当 X = X* ， = t。 tw θ料温 时间τ A B C D E A B C D E X湿含量 GLL
干燥速率曲线：干燥速率U与湿含量X的关系曲线由于物料预热段很短，通常将其并入恒速干燥段：BC干燥过程分为恒速干燥和降速干燥1两个阶段，以临界湿含量X为界。2物料的湿含量由X,变为X当X的变化跨过X，时，干燥有两D个阶段组成；当XX时，干燥只tICBI有一个阶段，即降速或恒速干燥段。X*X.湿含量XGLL
物料的湿含量由 X1变为X2 当X的变化跨过Xc 时，干燥有两 个阶段组成； 当 X1＜Xc 或 X2＞Xc 时，干燥只 有一个阶段，即降速或恒速干燥段。 由于物料预热段很短，通常将其 并入恒速干燥段； 干燥过程分为恒速干燥和降速干燥 两个阶段，以临界湿含量 Xc 为界。 干燥速率曲线：干燥速率 U 与湿含量 X 的关系曲线。 A C B D 干燥速率 U A C B D 物料温度 tw X Xc * 湿含量 X ① ② C’ GLL
影响干燥因素恒速干燥段：物料表面湿润，X>X，除去非结合水分物料表面充分湿润，干燥速率由湿份汽化速率控制，取决于物料外部的干燥条件，故此段又称为表面汽化控制阶段显然，提高空气的温度、降低空气的湿度或提高空气的流速均能提高恒速干燥速率。降速干燥段：X<X物料实际汽化表面变小（出现干区），汽化表面内移：平衡蒸汽压下降（各种形式的结合水作用）固体内部水分扩散速度极慢（非多孔介质）。降速段干燥速率取决于湿份与物料的结合方式，以及物料的结构，而物料外部的干燥条件对其影响不大。故，此段又称为内部扩散控制阶段。GLL
影响干燥因素 恒速干燥段：物料表面湿润，X>Xc，除去非结合水分 降速干燥段：X < Xc 物料实际汽化表面变小 (出现干区)，汽化表面内移； 平衡蒸汽压下降 (各种形式的结合水作用)； 固体内部水分扩散速度极慢 (非多孔介质)。 降速段干燥速率取决于湿份与物料的结合方式，以及物料 的结构，而物料外部的干燥条件对其影响不大。 故，此段又称为内部扩散控制阶段。 物料表面充分湿润，干燥速率由湿份汽化速率控制，取决 于物料外部的干燥条件，故此段又称为表面汽化控制阶段。 显然，提高空气的温度、降低空气的湿度或提高空气的流速， 均能提高恒速干燥速率。 GLL
2.0实际汽化BC1.6表面减小-.81.2A①汽化表面内移；0.80，平②结合水的干燥，0.4衡蒸汽压下降X.JE③固体内部水分扩散0.60.30.40 X* 0.10.20.5速率低。X/[kg水分·（kg绝干料）-]降速阶段的干燥速率曲线形状随物料的内部结构而异UUUUUcUcUcX义XXX*X*Xc.X*XcX*Xc(d)(c)GLL(b)(a)
实际汽化 表面减小 降速阶段的干燥速率曲线形状随物料的内部结构而异 GLL
临界含水量临界含水量X越大，则转入降速阶段越早，完成相同的干燥任务所需的干燥时间越长。临界含水量不是物料的物性参数，它受物料的性质、干燥器的种类和干燥条件的影响无孔吸水性物料的X比多孔物料大物料的堆积厚度薄或在有搅动的干燥器内干燥，X较小干燥介质的t高，H低，流速快，恒速干燥速度快，X大；注意：干燥介质的t过高，H过低，恒速干燥速度过快，可能导致物料表面紧缩，既影响产品质量，也增加了传热和传质阻力。。与物料的厚度、大小、干燥速率有关，一般需由实验测定
临界含水量 无孔吸水性物料的Xc比多孔物料大； 物料的堆积厚度薄或在有搅动的干燥器内干燥，Xc较小； 干燥介质的t高，H低，流速快，恒速干燥速度快，Xc大； 注意：干燥介质的t过高，H过低，恒速干燥速度过快，可能 导致物料表面紧缩，既影响产品质量，也增加了传热和传质 阻力。 临界含水量Xc越大，则转入降速阶段越早，完成相同的干燥 任务所需的干燥时间越长。临界含水量不是物料的物性参数， 它受物料的性质、干燥器的种类和干燥条件的影响。 Xc 与物料的厚度、大小、干燥速率有关，一般需由实验测定
干燥时间若已知干燥速率曲线，则可以从物料干燥曲线上直接读取干燥时间。恒速段的干燥时间若已知物料的X和X，则恒速段的干燥时间为GG(X -X.)XdX :OTJXU.sU.SGLL
干燥时间 若已知物料的 X1 和 Xc，则恒速段的干燥时间为 恒速段的干燥时间 U S G( X X ) X U S G c c X X c c 1 0 1 1 d d 若已知干燥速率曲线，则可以从物料干燥曲线上直接读 取干燥时间。 GLL
降速段的干燥时间图解积分法1/ U当降速段的U～X呈非线性变化时，应采用图解积分法。X,dxGeX.dXGx dxdT一TsUSJx,JX.U0X2X,X在X～X之间取一定数量的X值，从干燥速率曲线上查得对应的U，计算1/U;作1/U～X图，计算曲线下面阴影部分的面积。GLL
降速段的干燥时间 图解积分法 当降速段的U ~ X 呈非线性变化时， 应采用图解积分法。 在X2 ~ Xc 之间取一定数量的 X 值，从干燥速率曲线上查得 对应的 U，计算 1/U； 作1/U ~ X图，计算曲线下面阴影部分的面积。 c c X X X X U X S G U X S G 2 2 2d d d 0 2 o X2 Xc X 1 / U Xc X U X 2 d 2 GLL
Bc解析法U.A当降速段的U～X呈线性变化时，U可采用解析法。降速段干燥速率关系：PX*X XUX-X*斜率湿含量XX.-X*U.UU(kX-X*)(X-X*)=X.-XdxGdxX.-X*G(X.-X*eXG(X.-X*.hT2 =SJX2UX-X*X, -X*SU.SU.1XeGX当缺乏平衡水分的实验数据时，InT2 =可以假设X*=0，则有SU.X,总干燥时间T=t,+t, 或t=t,+t,+t'辅助操作时间GLL
解析法 当降速段的U ~ X 呈线性变化时， 可采用解析法。 降速段干燥速率关系： X X X X U U c c ( ) ( ) X X k X X X X U U X c c X X X X l n S U G( X X ) X X dX S U G( X X ) U X S G c c c X c X c X X c c 2 2 2 2 d 2 2 ln X X SU GX c c c A C B 干燥速率 D U X U X Xc * 湿含量 X Uc 当缺乏平衡水分的实验数据时， 可以假设 X* = 0，则有 斜率 总干燥时间 τ=τ1 +τ2 或τ=τ1 +τ2 + τ′ 辅助操作时间 GLL